(57)【要約】【課題】  四極以上の磁極を備えた回転電機において、アーマチュアの磁気バランスを向上させ、しかも、任意のスロットにおける巻線の巻き回数の選択の自由度が改善されるように構成する。【解決手段】  アーマチュアコア６の外周の任意のスロット６ｃ間に巻線９を４２回巻き回す重ね巻きとするに、隣接する一対の整流子片７ａに導通するコイル１０は、各磁極に対向する周回り方向四箇所のスロットに正巻と逆巻とを交互に巻装した四個のものが直列接続される構成とするとともに、隣接する整流子片７ａに導通するコイル１０のうち、Ｎ極に対向する第一、第三のコイル１０は巻線９を１１回巻装し、Ｓ極に対向する第二、第四のコイル１０は巻線９を１０回巻き回す構成とする。【選択図】        図３
2006352993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐを４以上の偶数、ａを１以上の自然数としたとき、Ｐ個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、外周に周回り方向（ａ×Ｐ）個のティースが形成されたコアの任意のスロット間に巻線をＭ回巻き回す重ね巻きのコイルを巻装したものにおいて、隣接する一対の整流子片に導通するコイルは、各磁極に対向する周回り方向Ｐ箇所のスロットに正巻と逆巻とを交互に巻装したＰ個のものが直列接続されるものとし、前記スロット間の全巻き回数ＭがＰの倍数（ｎ×Ｐ）でない場合、少なくとも直列接続されるコイルのうち、同極に対向する（Ｐ／２）個のコイルの巻き回数が同数となるように設定されている回転電機のアーマチュア。
【請求項２】
請求項１において、全巻き回数Ｍは、Ｐの倍数（ｎ×Ｐ）に、Ｐを２で除した数（Ｐ／２）を加えた数に設定され、隣接する一対の整流子片に導通するコイルは、一方の磁極に対向する（Ｐ／２）個のコイルはｎ回巻装され、他方の磁極に対向する（Ｐ／２）個のコイルは（ｎ＋１）回巻装されている回転電機のアーマチュア。
【請求項３】
請求項１において、全巻き回数Ｍは、Ｐの倍数（ｎ×Ｐ）に、Ｐを２で除した数（Ｐ／２）を加えた数Ｐ／２を加えた数に設定され、隣接する一対の整流子片に導通するＰ個のコイルは、それぞれのスロット間にｎ回と、該スロット間の一方のスロットに巻き回す半回巻きがなされている回転電機のアーマチュア。
【請求項４】
請求項１において、Ｐを４としたとき、全巻き回数Ｍが４の倍数（ｎ×４）に１または３を加えた数である場合、隣接する一対の整流子片に導通する４個のコイルは、一方の磁極に対向する２個のコイルは、他方の磁極に対向する２個のコイルの巻き回数に加えて、各スロット間の一方のスロットに巻き回す半回巻きがなされている回転電機のアーマチュア。
【請求項５】
Ｐを４の倍数、ａを１以上の自然数としたとき、Ｐ個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、外周に周回り方向（ａ×Ｐ）個のティースが形成されたコアの任意のスロット間に巻線をＭ回巻き回す重ね巻きのコイルを巻装したものにおいて、隣接する一対の整流子片に導通するコイルは、同極に対向する周回り方向（Ｐ／２）箇所のスロットに同方向に巻装した（Ｐ／２）個のものが直列接続されるものとし、前記スロット間の全巻き回数Ｍは、前記一対の整流子片に導通するコイル数の倍数（ｎ×Ｐ／２）に、該コイル数を２で除した数（（Ｐ／２）／２）を加えた数または差し引いた数に設定され、隣接する一対の整流子片に導通する各コイルは、各スロット間をｎまたは（ｎ＋１）回と、各スロット間の一方のスロットに巻き回す半回巻きがなされている回転電機のアーマチュア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電装品を構成する回転電機のアーマチュアの技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種回転電機のアーマチュアのなかには、シャフトに外嵌固定されるコアの外周に軸方向に長いスロットを複数形成し、シャフトの外周面に複数設けられた整流子片の隣接する一対に導通する巻線を、所定間隔を存して位置するスロット間に巻装する巻線作業を繰り返して、周回り方向に複数のコイルを重ね巻きして構成されたものがある。このような回転電機において、一対の整流子片に導通される巻線は、従来、任意の一箇所のスロット間に予め設定される回数を巻き回すことにより形成されている。このため、整流子片とブラシとの当接関係にズレが生じて、各ブラシ同士のあいだで隣接する整流子片に移行するタイミングがずれたような場合では、対応する各コイルへの導通タイミングがズレて励磁バランスが崩れ、振動や異音の発生の要因となるという問題があり、特に、高電圧で回転電機を駆動させた場合では、前記振動や異音の発生が顕著になり、改善が望まれている。
【０００３】
この改善策として、例えば四極の磁極を備えたヨークに軸承されるアーマチュアにおいて、一対の整流子片に導通する巻線を、径方向に対向する、つまり、同極に対向するスロット間に直列接続する関係で巻装するようにして、磁気バランスの崩れを低減させるようにしたものが提唱されている。
【特許文献１】特開２００２−３０５８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようにアーマチュアを構成する場合に、任意のスロット間に巻装される巻線の全巻き回数は、回転電機を構成するヨークの内径寸法、ヨークに形成される磁力の強さ、要求される回転数や回転出力（トルク）に応じて決定されるものであり、従って、回転電機の使用目的や使用環境に基づいて適宜設定されることになる。これに対し、前記従来のように、一対の整流子片に接続されるコイルを周回り方向二箇所に分けて形成する場合では、スロットに巻き回される全巻き回数をＭとしたとき、それぞれのコイルに巻装する巻き回数はＭ／２となるが、前記全巻き回数Ｍが偶数である場合であれば、二つのコイルに対し同じ巻き回数で巻装することができ、バランスのよいアーマチュアとすることができる。これに対し、Ｍを奇数としようとした場合では、両者のコイルを同じ巻き回数で巻装することができず、一対の整流子片に接続される二つのコイルのうち何れか一方を多く巻き回さなければならず、このようにした場合では、磁気バランスが低下してしまい、当初の目的が損なわれる。このように、隣接する整流子片に接続するコイルを周回り方向に複数箇所に分けて形成する場合では、任意のスロット間に巻装される巻線数を限定しなければならなくなり、設計の自由度の低下を来してしまうという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、Ｐを４以上の偶数、ａを１以上の自然数としたとき、Ｐ個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、外周に周回り方向（ａ×Ｐ）個のティースが形成されたコアの任意のスロット間に巻線をＭ回巻き回す重ね巻きのコイルを巻装したものにおいて、隣接する一対の整流子片に導通するコイルは、各磁極に対向する周回り方向Ｐ箇所のスロットに正巻と逆巻とを交互に巻装したＰ個のものが直列接続されるものとし、前記スロット間の全巻き回数ＭがＰの倍数（ｎ×Ｐ）でない場合、少なくとも直列接続されるコイルのうち、同極に対向する（Ｐ／２）個のコイルの巻き回数が同数となるように設定されているものである。
請求項２の発明は、請求項１において、全巻き回数Ｍは、Ｐの倍数（ｎ×Ｐ）に、Ｐを２で除した数（Ｐ／２）を加えた数に設定され、隣接する一対の整流子片に導通するコイルは、一方の磁極に対向する（Ｐ／２）個のコイルはｎ回巻装され、他方の磁極に対向する（Ｐ／２）個のコイルは（ｎ＋１）回巻装されているものである。
請求項３の発明は、請求項１において、全巻き回数Ｍは、Ｐの倍数（ｎ×Ｐ）に、Ｐを２で除した数（Ｐ／２）を加えた数Ｐ／２を加えた数に設定され、隣接する一対の整流子片に導通するＰ個のコイルは、それぞれのスロット間にｎ回と、該スロット間の一方のスロットに巻き回す半回巻きがなされているものである。
請求項４の発明は、請求項１において、Ｐを４としたとき、全巻き回数Ｍが４の倍数（ｎ×４）に１または３を加えた数である場合、隣接する一対の整流子片に導通する４個のコイルは、一方の磁極に対向する２個のコイルは、他方の磁極に対向する２個のコイルの巻き回数に加えて、各スロット間の一方のスロットに巻き回す半回巻きがなされている回転電機のアーマチュア。
請求項５の発明は、Ｐを４の倍数、ａを１以上の自然数としたとき、Ｐ個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、外周に周回り方向（ａ×Ｐ）個のティースが形成されたコアの任意のスロット間に巻線をＭ回巻き回す重ね巻きのコイルを巻装したものにおいて、隣接する一対の整流子片に導通するコイルは、同極に対向する周回り方向（Ｐ／２）箇所のスロットに同方向に巻装した（Ｐ／２）個のものが直列接続されるものとし、前記スロット間の全巻き回数Ｍは、前記一対の整流子片に導通するコイル数の倍数（ｎ×Ｐ／２）に、該コイル数を２で除した数（（Ｐ／２）／２）を加えた数または差し引いた数に設定され、隣接する一対の整流子片に導通する各コイルは、各スロット間をｎまたは（ｎ＋１）回と、各スロット間の一方のスロットに巻き回す半回巻きがなされているものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、磁気バランスの優れたアーマチュアを、任意のスロット間に巻装される巻線の巻き回数Ｍの自由度を損なうことなく形成することができる。
請求項２または３の発明とすることにより、磁気バランスの優れたアーマチュアを、任意のスロット間に巻装される巻線の巻き回数Ｍの選択の自由度を損なうことなく形成することができる。
請求項４の発明とすることにより、任意のスロット間に巻装される巻線の巻き回数Ｍをどのような数にしても磁気バランスの優れたアーマチュアとすることが可能となる。
請求項５の発明とすることにより、磁気バランスの優れたアーマチュアを、任意のスロット間に巻装される巻線の巻き回数Ｍの自由度を損なうことなく形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施の形態について、図１〜３の図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両に搭載する電装品の駆動源となる電動モータ（回転電機）であって、該電動モータ１を構成する有底筒状に形成されたモータハウジング２の内周面には周回り方向に二対の永久磁石３が固定され、これによって、モータハウジング２内に四（Ｐ＝４）個の磁極が形成された四極型の電動モータ１に構成されている。４はアーマチュアであって、該アーマチュア４を構成するシャフト（アーマチュア軸）５には、リング状の板材６ａを複数枚積層することにより構成されるアーマチュアコア６が一体的に外嵌されているとともに、該アーマチュアコア６の一端部に位置してコンミテータ（整流子）７が外嵌固定されている。そして、アーマチュア４のシャフト５は、他側部（基端部）がモータハウジング２に軸受２ａを介して軸承され、モータハウジング２内において回動自在となるように内装されている。また、モータハウジング２の開口端にはカバー２ｂが設けられ、該カバー２ｂに、ブラシホルダステー８が一体的に内嵌支持されている。このブラシホルダステー８には、周回り方向四箇所に位置してブラシホルダ８ａが形成されており、これらブラシホルダ８ａに、それぞれブラシ８ｂが出没自在に内装されている。前記各ブラシ８ｂは、それぞれ突出先端部（内径側先端部）がコンミテータ７に弾圧状に当接（接触）するように構成され、これによって、外部からの電源がブラシ８ｂを介してコンミテータ７に供給されるように構成されており、これらの基本構成は従来通りとなっている。
【０００８】
さて、前記アーマチュアコア６を構成するリング状の板材６ａは、外周部に放射状に突出するＴ字形のティース６ｂが周回り方向複数（本実施の形態では２０（２０＝５×４（ａ×Ｐ））個）形成されたものになっており、これら板材６ａの複数枚をシャフト５に回り止め状に外嵌することにより、アーマチュアコア６の外周に、隣接するティース６ｂ同士とのあいだに軸芯方向に凹設された蟻溝状のスロット６ｃが、軸方向に長く、かつ、周回り方向に複数（２０個）形成されている。
一方、前記コンミテータ７は、外周面に導電材で形成された軸方向に長い板状の整流子片７ａの複数枚（本実施の形態では２０枚）を、互いに絶縁される状態で周回り方向に並列状に固定したものとなっており、各整流子片７ａのアーマチュアコア６側を向く端部には、外径側に折返し折曲されたライザ７ｂが一体形成されている。
【０００９】
そして、前記アーマチュアコア６の任意の箇所に位置し、かつ所定間隔を存するスロット６ｃ間に、エナメル被覆の巻線９を、後述するような巻装手順により巻装することで、コア６の外周に複数のコイル１０が巻装されてアーマチュア４を構成するが、これら各コイル１０の巻き始め端部と巻き終り端部となる巻線９は、各対応する周回り方向に隣接する整流子片７ａのライザ７ｂに懸回され、これらライザ７ｂに巻回された巻き始め端部および巻き終り端部となる巻線９を整流子片７ａにフュージングすることで、整流子片７ａと巻線９との電気的な導通がなされるように設定され、このように導通することにより、ブラシ８ｂを介して整流子片７ａに外部電源が供給されることに基づいてコイル１０の励磁がなされるように構成されている。
【００１０】
本実施の形態のアーマチュア４に巻装されるコイル１０は、巻線９を、三個のスロット６ｃを飛ばしたスロット６ｃ間に順次巻装する重ね巻き方式に基づいて巻装されるが、隣接する整流子片７ａに接続する巻線９は、周回り方向４箇所、即ち、全磁極に対向する箇所のスロット６ｃ間に巻装されるように設定されており、周回り方向に四個のコイル１０が直列接続する状態で形成されている。このため、任意のスロット６ｃ間には、異なる位置の隣接する一対の整流子片７ａに接続されるコイル１０が四個形成されることになり、これら四個のコイル１０の巻線９の巻き回数の和が、スロット６ｃにおける巻線９の巻き回数Ｍに相当するように設定されている。
そして、本実施の形態では、電動モータ１は四極型であり、このため、任意のスロット６ｃ間に巻装される巻線９の全巻き回数（総数）Ｍが、磁極数Ｐ（４）の倍数に設定されるのであれば、四個の各コイル１０の巻き回数を全巻き回数Ｍを４で除した回数として巻装することにことにより、磁気バランスのよいアーマチュア４とすることができるが、全巻き回数Ｍを、磁極数Ｐの倍数ではない、即ち、全巻き回数Ｍを磁極数Ｐで除したとき４で割り切れることがなく、１または２または３の余りがでるような巻き回数としたい場合では、隣接する整流子片７ａに接続される四個のコイル１０を同じ巻き回数で巻装することはできず、磁気バランスの悪いアーマチュアとなってしまう。
これに対し、全巻き回数Ｍを磁極数４で割ったとき、余りが磁極数４を２で割った数（Ｐ／２）である「２」であるような数にしたい場合に、本実施の形態では、前記余った巻数２を同極に対向するコイル１０に巻き足すこと、即ち、一方の極（例えばＮ極）に対向するコイル１０に巻装する巻線９の回数（ｎ回）に対し、他方の極に対向するコイル１０に巻装する巻線９を一回余分の（ｎ＋１）回巻装することにより、少なくとも同極同志に対向するコイル１０の巻き回数を等しくする構成とし、これによって、アーマチュア４の磁気バランスが優れるようにしている。
【００１１】
前記巻線９の巻装手順を第一の実施の形態とし、図２、３に基づいて具体的に説明する。
図２は、アーマチュア４の整流子片７ａ（ライザ７ｂ）とティース６ｂ、そして、モータハウジング２側に固着される永久磁石３とを展開した図面となっており、隣接するティース６ｂとのあいだの空隙がスロット６ｃに相当している。そして、これら図面において、各整流子片７ａ、各ティース６ｂ、巻装されたコイル１０にそれぞれ符号を附し、これらに基づいて巻装手順を説明する。
【００１２】
本実施の形態では、任意のスロット６ｃ間に巻装される巻線９の全巻き回数Ｍを４２（Ｐ＝４、ｎ＝１０）となるように設定するための構成となっている。全巻き回数Ｍは、磁極数４で割ったとき２が余りとなるため、一対の隣接する整流子片７ａに接続する周回り方向四個のコイル１０のそれぞれの巻線９の巻き回数は、一方の磁極であるＮ極に対向するもの同士には巻き回数を１０とし、他方の磁極であるＳ極に対向するもの同士には巻き回数を１１とするように設定し、このように同極に対向するコイル１０を互いに同巻き回数とすることにより、アーマチュア４の磁気バランスが優れるようにしている。
【００１３】
つまり、巻線９を、一端が例えば３番ライザに導通するべく懸け回された状態で巻き始めた場合、該３番ライザに懸け回された巻線９は、１−２番ティースのあいだのスロット６ｃに引き込まれ、該１−２番ティースのあいだのスロット６ｃと５−６番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだにおいて、順巻の巻装方向により１０回巻き回すことにより、Ｎ極に対向する（３−１）番（第一）のコイル１０が形成（巻装）される。
続いて、５−６番ティースのコンミテータ７側に引き出された巻線９を、１０−１１番ティースに引き込み、該１０−１１番ティースのあいだのスロット６ｃと６−７番ティースとのあいだのスロット６ｃとのあいだにおいて、巻装方向を逆巻きとして１１回巻き回すことにより、（３−１）番コイルとは９０度（３６０度を磁極数４で除した角度）の角度間隔を存した周回り方向位置であり、前記Ｎ極に隣接するＳ極に対向する（３−２）番（第二）のコイル１０が形成される。
【００１４】
さらに、このものでは、６−７番ティースのあいだのスロット６ｃのコンミテータ７側から引き出された巻線９を、１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃに引き込み、該１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃと１５−１６番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだにおいて、巻装方向を順巻として１０回巻き回すことにより、（３−２）番コイルとは９０度の角度間隔を存した状態であり、前記Ｓ極に隣接するＮ極に対向する（３−３）番（第三）のコイル１０が形成される。続いて、１５−１６番ティースのあいだのスロット６ｃからコンミテータ７側に引き出された巻線９を、２０−１番ティースのあいだのスロット６ｃに引き込み、該２０−１番ティースのあいだのスロット６ｃと１６−１７番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだにおいて、巻装方向を逆巻として１１回巻装することにより、（３−３）番コイルとは９０度の角度間隔を存した状態であり、前記Ｎ極に隣接するＳ極に対向する（３−４）番（第四）のコイル１０が形成される。そして、１６−１７番ティースのあいだのスロット６ｃからコンミテータ７側に引き出された巻線９を、図３において反時計回り方向に引き回して４番ライザに懸け回すことにより、３番ライザ７ｂと４番ライザ７ｂとのあいだに、（３−１）、（３−２）、（３−３）、（３−４）番（第一〜第四）の各コイル１０が直列接続する状態で巻装され、しかも、互いに径方向に対向する第一、第三コイル１０同士の巻き回数が等しく、第二、第四コイル１０の巻き回数が等しい状態で巻装されるように設定されている。
【００１５】
そして、４番ライザに懸け回された巻線９は、２−３番ティースのあいだのスロット６ｃに引き込まれ、６−７番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだに１０回巻き回すことで（４−１）番（第一）のコイル１０が形成され、続いて、（３−２）、（３−３）、（３−４）番の各コイル１０に対し周回り方向に一つのスロット６ｃ分だけ移動した状態で１１回巻き回す（４−２）番（第二）、１０回巻き回す（４−３）番（三番）、１１回巻き回す（４−４）番（第四）の各コイル１０を形成した後、５番ライザに懸け回すことにより、４番ライザと５番ライザとのあいだに、（４−１）、（４−２）、（４−３）、（４−４）番（第一〜第四）の各コイル１０が直列に接続する状態で巻装されるように設定され、このようにして、巻線９は、順次各隣接する整流子片７ａのあいだに四個のコイル１０を形成しながら巻き進むように巻装されている。
【００１６】
前述したように、順次巻線９を巻装することにより、各隣接する一対のライザ７ｂ同志のあいだに、周回り方行に９０度の角度間隔を存した四つの第一〜第四のコイル１０がそれぞれ形成され、各スロット６ｃ間には、それぞれ別個の隣接する一対のライザ７ｂのあいだに接続される都合四つのコイル１０が重ねて巻装された状態のアーマチュア４が形成されており、これによって、任意のスロット間には巻線９が４２回巻き回されたもの、換言すると、各スロット６ｃに４２本の巻線９が巻装されるように構成されている。
因みに、１−２番ティースのあいだのスロット６ｃと５−６番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだのスロット６ｃ間においては、３番ライザと４番ライザとのあいだに接続され順巻の巻装方向により１０回巻き回された（３−１）番コイル１０と、８番ライザと９番ライザとのあいだに接続され逆巻の巻装方向により１１回巻き回された（８−４）番コイル１０と、１３番ライザと１４番ライザとのあいだに接続され順巻の巻装方向により１０回巻き回された（１３−３）番コイル１０と、１８番ライザと１９番ライザとのあいだに接続され逆巻の巻装方向により１１回巻き回された（１８−２）番コイル１０とが巻き回されており、これによって、１−２番ティースのあいだのスロット６ｃと５−６番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだのスロット６ｃ間においては、巻線９が４２回巻き回されるように設定されている。
【００１７】
このように、隣接する一対のライザ７ｂのあいだに直列接続されるコイル１０を、各磁極に対向する箇所に形成することにより、巻線９に電源供給がなされてコイル１０が励磁するときに、各コイル１０に発生するアーマチュア４の磁力が点対称状となって、励磁タイミングがズレても周回り方向のバランスを保持できるように構成されている。
さらに、このものにおいて、巻線９は、周回り方向に順次巻装することにより、スロット６ｃ形成部位（アーマチュアコア６）とライザ７ｂ形成部位（コンミテータ７）とのあいだを横切る巻線９の長さが短くなっていて、所謂巻き太りの防止ができるように構成されている。
そのうえ、任意のスロット間に巻装される巻線９の全巻き回数Ｍは磁極数で割り切れない４２に設定されているものでありながら、隣接する一対のライザ７ｂ間に接続されるコイル１０のうち、径方向に対向するコイル１０同志である第一と第三のコイル１０、第二と第四のコイル１０とがそれぞれ同じ巻き回数となるように巻装したので、アーマチュア４の磁気バランスが損なわれることがないように構成されている。
【００１８】
叙述の如く構成された本形態において、電動モータ１のアーマチュアコア６に巻線９を巻装するにあたり、巻線９は、任意の隣接する一対の整流子片７ａとのあいだに、各磁極に対向するスロット６ｃ間部位に位置する第一〜第四の四個のコイル１０が直列接続される状態で巻き回され、磁気バランスの優れたアーマチュア５となっている。
そのうえ、このものでは、任意のスロット６ｃに巻装される巻線９の全巻き回数Ｍが、磁極数Ｐ（４）で割り切ることのできない４２に設定されているものであるが、全巻き回数Ｍを磁極数Ｐで除した（４２を４で割った）ときの余りとなる数が磁極数を２で割った数に等しくなっていて、隣接する一対の整流子片７ａのあいだに接続されるコイル１０のうち、Ｎ極に対向する第一と第三コイル１０については１０回巻装し、Ｓ極に対向する第二と第四コイル１０については１１回巻装することにより任意のスロット６ｃ間に巻き回される全巻き回数Ｍが４２となるようにしている。このため、同極に対向するコイル１０同士の巻き回数が同数となっていて、各コイル１０に電源供給がなされて励磁したとき、アーマチュアコア６の磁気バランスが損なわれることがない。この結果、巻線９の全巻き回数Ｍが磁極数の倍数でない場合であっても、バランスを損なうことがないようにでき、もって、巻線９の全巻き回数Ｍを磁極数の倍数に限らず設定することができて、使用目的や使用環境に適した形状、出力にあわせた巻線数とすることができ、設計の自由度が高められる。
【００１９】
このように、磁極数Ｐが４以上の偶数、ａを１以上の自然数としたとき、全巻き回数Ｍとしては、前述したように、（ｎＰ＋Ｐ／２）に設定し、隣接する一対の整流子片のあいだに直列接続され、磁極に対向する部位に位置して形成される複数のコイルに対し、一方の磁極に対向するコイルに対して巻線をｎ回巻装するのに対し、他方の磁極に対向するコイルに対して巻線を一回余分（ｎ＋１）回巻装することにより、アーマチュアの磁気バランスを損なわないようにすることができる。この結果、任意のスロット間に巻装される巻線の全巻き回数Ｍを磁極数の倍数に限定することなく、アーマチュアの磁気バランスの優れた回転電機を構成することが可能となり、設計の自由度の向上を図れる。具体的には、例えば六極の回転電機については、全巻き回数Ｍを（６ｎ＋６／３）に設定することが可能となり、また、八極の回転電機においては、全巻き回数Ｍを（８ｎ＋８／２）で表せる数に設定することが可能となる。
【００２０】
一方、磁極数Ｐとする電動モータ１において、全巻き回数Ｍを（ｎＰ＋Ｐ／２）の数にする場合では、隣接する一対の整流子片に導通し、各磁極に対向するスロット間部位に巻装されるコイルのそれぞれに対し、前記スロット間を構成する一方のスロットにのみ巻線を巻き回す半回巻きをすることにより、全てのコイルの巻き回数を同じにして、磁気バランスの一層優れた回転電機を構成することができる。
この構成を図４、５に示す第二の実施の形態に基づいて説明する。ここで用いられる電動モータは、前記第一の実施の形態と同様の四極型の電動モータ１であり、該電動モータ１のアーマチュア４の詳細な説明は第一の実施の形態と同様の符号を付すことにより省略し、巻装手順について説明する。
このものにおいて、前記巻線９を、一端が例えば３番ライザに導通するべく懸け回された状態で巻き始めた場合、該３番ライザに懸け回された巻線９は、（３−１）番のコイル１０を形成するべく１−２番ティースのあいだと５−６番ティースのあいだとのスロット６ｃ間において、順巻の巻装方向により１０回巻き回し、さらに、巻線９を、１−２番ティースのあいだをコンミテータ７側から反コンミテータ７側に引き込むことにより半回巻きとし、これによって、１０．５回巻きの（３−１）番（第一）のコイル１０が形成される。そして、反コンミテータ７側に引き回されている巻線９を、（３−２）番のコイル１０形成位置となる６−７番ティースのあいだをコンミテータ７側に引き回すことにより（３−２）番のコイル１０を半回巻きとし、続けて巻線９を１０−１１番ティースのあいだのスロット６ｃと６−７番ティースとのあいだのスロット６ｃとのあいだにおいて巻装方向を逆巻きとして１０回巻き回すことにより、１０．５回の巻き回数となった（３−２）番（第二）のコイル１０が形成される。
【００２１】
そして、このものでは、６−７番ティースのあいだのスロット６ｃからコンミテータ７側に引き出された巻線９を、１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃと１５−１６番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだにおいて、巻装方向を順巻として１０回巻き回し、１５−１６番ティースのあいだからコンミテータ７側に引き出された巻線９を、さらに１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃに引き込んで反コンミテータ７側に巻き回すことで半回巻きとし、これによって、１０．５回巻きの（３−３）番（第三）のコイル１０が形成される。続いて、１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃから反コンミテータ７側に引き出された巻線９を、（３−４）番のコイル１０形成位置である１６−１７番ティースのあいだのスロット６ｃに引き込んでコンミテータ７側に引き回すことにより半回巻きとし、該コンミテータ７側に引き回された巻線を、２０−１番ティースのあいだのスロット６ｃと１６−１７番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだにおいて、巻装方向を逆巻として１０回巻装することにより、１０．５回巻きの（３−４）番（第四）のコイル１０が形成される。そして、１６−１７番ティースのあいだのスロット６ｃからコンミテータ７側に引き出された巻線９を、図５において反時計回り方向に引き回して４番ライザ７ｂに懸け回すことにより、３番、４番ライザのあいだに、（３−１）、（３−２）、（３−３）、（３−４）番（第一〜第四）の各コイル１０が直列接続する状態で巻装され、しかも、第一、第二、第三、第四コイル１０同士の巻き回数が全て１０．５回と等しい状態で巻装されるように設定されている。
因みに、第四のコイル１０を形成した巻線９は、時計回り方向に引き回して四番ライザ７ｂに懸け回すように構成することもでき、このようにした場合では、コンミテータ７側での巻線９の引き回し量が少なくなって、所謂巻き太りを防止できるという利点がある。
【００２２】
そして、４番ライザに懸け回された巻線９を、前記と同様の巻き手順を繰り返して巻装し、このようにして順次巻装することにより、各隣接する一対のライザ７ｂとのあいだに、周回り方向に９０度の角度間隔を存し、かつ、それぞれが１０．５回と等しい巻き回数の四つの第一〜第四のコイル１０を形成することができる。そして、この場合でも、各スロット６ｃ間には、それぞれ別個の隣接する一対のライザ７ｂのあいだに接続される都合四つのコイル１０が重ねて巻装された状態のアーマチュア４が形成されることになり、任意のスロット間には巻線９が１０．５×４＝４２回巻き回されたものとなるように構成されている。そして、このように巻装した場合では、隣接する一対のライザ７ｂのあいだに接続されるコイル１０における巻線９の巻き回数が全て等しくなっているため、磁気バランスの一層優れたアーマチュア４を構成することができる。このように、任意のスロット６ｃに巻装される巻線９の全巻き回数Ｍが磁極数の倍数でなく、磁極数の半分に相当する余りがでるような数であっても、隣接するライザ７ｂのあいだに接続される全てのコイル１０に対して半回巻きすることにより、アーマチュア４の磁気バランスを損なうことなく巻線９を巻装することができる。
【００２３】
つぎに、図６の第三の実施の形態について説明する。
このものは、隣接する一対のライザ７ｂのあいだに、都合四個のコイル１０が１０．５回の巻き回数として直列接続するように巻装し、任意のスロット６ｃにおける巻線９の本数（任意のスロット６ｃ間における全巻き回数Ｍ）が、磁極数では割り切れない４２本にしたものであることは、前記第二の実施の形態と同様の構成となっている。さらに、このものでは、隣接する一対のライザ７ｂのあいだに接続される四つのコイル１０のうち、最初に巻装される第一のコイル１０については巻線９を１０．５回よりもｍ回少ない巻き回数で巻装し、続けて巻装される第二、第三、第四のコイル１０にはそれぞれ１０．５回巻装し、最後に、再び第一のコイルに巻き回して第一のコイル１０をｍ回巻き足すことにより、該第一のコイル１０を１０．５回巻きとする巻装手順となっている。このようにした場合では、コンミテータ７側に巻き回される巻線９が長く巻き回されることがなくなり、巻き太りの一層の低減を図ることができる。
【００２４】
ところで、四極型の電動モータでは、任意のスロット間に巻装される巻線９の全巻き回数Ｍは、磁極数四で割り切れる数、前記第一、第二、第三の実施の形態のもののように２余りがでる数、さらには、１余りがでる数、３余りがでる数とがある。そして、図７に示す第四の実施の形態は、全巻き回数Ｍを、１余りがでる数、即ち、全巻き回数Ｍが磁極数の倍数に１を加えた数に設定した場合についての巻装手順が示されている。
このものでは、ｎを１０として全巻き回数Ｍが４１になるように巻装されるものである。この場合に、隣接する一対のライザ７ｂのあいだに接続される第一、第二、第三、第四の四個のコイル１０のうち、一方の磁極に対向する一対のコイル１０同士の巻き回数を同じにすればアーマチュアの磁気バランスを良好にできることから、本実施の形態では、Ｎ極に対向する第一、第三のコイル１０に対して半回巻きを追加して巻き回数を１０．５回とし、Ｓ極に対向する第二、第四のコイル１０を巻き回数を１０回とすることにより、任意のスロット６ｃ間に巻装される巻線９の全巻き回数Ｍを４１（１０．５×２＋１０×２＝４１）とするように構成されている。
具体的には、巻線９を、一端が３番ライザに導通するべく懸け回された状態で巻き始めた場合、該３番ライザに懸け回された巻線９は、（３−１）番のコイル１０を形成するべく１−２番ティースのあいだと５−６番ティースのあいだとのスロット６ｃ間において、順巻の巻装方向により１０回巻き回し、さらに、巻線９を、１−２番ティースのあいだをコンミテータ７側から反コンミテータ７側に引き込むことにより半回巻きをし、これによって、１０．５回巻きの（３−１）番（第一）のコイル１０が形成される。そして、反コンミテータ７側に引き回されている巻線９を、（３−２）番のコイル１０形成位置となる６−７番ティースと１０−１１番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだのスロット６ｃ間において、巻装方向を逆巻きとして１０回巻き回すことにより、（３−２）番（第二）のコイル１０が形成される。
【００２５】
そして、１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃから反コンミテータ７側に引き出された巻線９を、（３−３）番のコイル１０形成位置となる１５−１６番ティースのあいだからコンミテータ７側に引き回すことにより（３−３）番のコイル１０を半回巻きとし、さらに、１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃと１５−１６番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだのスロット間において、巻装方向を順巻として１０回巻き回し、これによって、１０．５回巻きの（３−３）番（第三）のコイル１０が形成される。続いて、１５−１６番ティースのあいだのスロット６ｃからコンミテータ７側に引き出された巻線９を、２０−１番ティースのあいだのスロット６ｃと１６−１７番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだのスロット６ｃ間に巻装方向を逆巻として１０回巻装することにより、１０回巻きの（３−４）番（第四）のコイル１０が形成される。そして、１６−１７番ティースのあいだのスロット６ｃから引き出された巻線９を４番ライザ７ｂに懸け回すことにより、３番、４番ライザのあいだに、（３−１）、（３−２）、（３−３）、（３−４）番（第一〜第四）の各コイル１０が直列接続する状態で巻装されるように構成されている。このとき、Ｎ極に対向する第一、第三のコイル１０については巻き回数が１０．５となり、第二、第四のコイル１０については巻き回数が１０回となったコイル１０が巻装されるように設定されている。
そして、このように、全巻き回数Ｍを磁極数である４で割ったとき１余る数とした場合でも、第一〜第四のコイル１０のうち、同極に対向するコイル１０同士の巻き回数を同数とすることができて、アーマチュアの磁気バランスが損なわれないように巻装することができる。
尚、半回巻きを加えるコイル１０は、Ｎ極、Ｓ極の何れの極に対向する構成としてもよく、要は、同極に対向するコイル同士に半回巻きをすることにより、バランスの良いものになる。
【００２６】
また、全巻き回数Ｍが磁極数の倍数に３を加えた数、例えば、４３に設定したい場合、一方の磁極に対向するコイル１０に１１回巻装し、他方の磁極に対向するコイル１０に１０．５回巻装することにより、任意のスロット６ｃ間に巻装される巻線９の全巻き回数Ｍを４３（１１×２＋１０．５×２＝４３）とすることができる。そして、このように、全巻き回数Ｍを磁極数である４で割ったとき３余る数とした場合でも、第一〜第四のコイル１０のうち、同極に対向するコイル１０同士の巻き回数を同数とすることができて、アーマチュアの磁気バランスが損なわれないようにすることができる。
尚、半回巻きをするコイル１０は、Ｎ極、Ｓ極、何れに対向する箇所のコイル１０であってもよく、要は、同極に対向するコイル同士に半回巻きをすることにより、バランスの良いものになることは、前記第四の実施の形態と同様である。
【００２７】
このような手順で巻線９を巻装することにより、四極型の電動モータでは、隣接する一対のライザのあいだに四個のコイルを形成する場合に、任意のスロットに巻装される巻線の全巻き回数Ｍは、何れの数であってもアーマチュアの磁気バランスを損なうことがないように巻装することができ、設計の自由度を大幅に改善することが可能となる。
【００２８】
さらには、極数Ｐを四の倍数とした回転電機において、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、同極に対向する周回り方向（Ｐ／２）箇所のスロットに同方向に巻装した（Ｐ／２）個のものとした場合では、任意のスロット間に巻装される巻線回数Ｍは、隣接する一対の整流子片に導通するコイル数（Ｐ／２）の倍数（ｎ×Ｐ／２）に、該コイル数（Ｐ／２）を２で除した数（（Ｐ／２）／２）を加えた数または差し引いた数に設定することができ、この場合では、隣接する一対の整流子片に導通する各コイルは、各スロット間をｎまたは（ｎ＋１）回の巻き回数に加えて、各スロット間の一方のスロットに巻き回す半回巻きがなされている。
この具体例を、図８に第五の実施の形態として示す。このものは、四極型の電動モータであり、隣接する一対のライザ７ｂに導通する二個のコイル１０は、Ｎ極に対向するよう径方向対向状に形成されている。そして、このものにおいて、任意のスロット６ｃ間に巻装される巻線９の数が４１（Ｐ＝４、ｎ＝２０に設定）になるように巻装されたものである。このものにおいて、巻線９を、一端が３番ライザに導通するべく懸け回された状態で巻き始めた場合、該３番ライザに懸け回された巻線９は、（３−１）番のコイル１０を形成するべく１−２番ティースのあいだと５−６番ティースのあいだとのスロット６ｃ間において、順巻の巻装方向により１０回巻き回し、さらに、巻線９を、１−２番ティースのあいだをコンミテータ７側から反コンミテータ７側に引き込むことにより半回巻きとして１０．５回巻きの（３−１）番（第一）のコイル１０が形成される。そして、反コンミテータ７側に引き回されている巻線９を、（３−２）番のコイル１０の形成部位である１５−１６番ティースのあいだからコンミテータ７側に引き回すことにより（３−２）番のコイル１０を半回巻きし、さらに、１１−１２番ティースのあいだのスロット６ｃと１５−１６番ティースのあいだのスロット６ｃとのあいだのスロット間において、巻装方向を順巻として１０回巻き回して１０．５回巻きの（３−２）番（第二）のコイル１０が形成される。そして、１５−１６番ティースのあいだのスロット６ｃから引き出された巻線９を４番ライザ７ｂに懸け回すことにより、３番、４番ライザのあいだに、互いに巻き回数が１０．５と等しい（３−１）、（３−２）番（第一、第二）の各コイル１０が直列接続する状態で巻装されるように設定されている。そして、このような手順で順次巻き進むことにより、任意のスロット６ｃ間に巻き回数が４１となるアーマチュアを構成することができ、このように、巻き回数Ｍが隣接整流子間に導通されるコイル数（２）で割り切れない場合であっても、磁気バランスのよいアーマチュアを構成することができ、もって、任意のスロットに巻装される巻線の全巻き回数Ｍの設定をするにあたり、該設定の自由度を大幅に改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】電動モータの一部断面側面図である。
【図２】アーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図である。
【図３】アーマチュアのコイル巻装状態を説明する正面図である。
【図４】第二の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図である。
【図５】第二の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する正面図である。
【図６】第三の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図である。
【図７】第四の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図である。
【図８】第五の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    電動モータ
３    永久磁石
４    アーマチュア
６    アーマチュアコア
６ｃ    スロット
７    コンミテータ
７ａ    整流子片
７ｂ    ライザ
９    巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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